und umwelttechnische Aspekte von Off-shore Windenergieanlagen ...

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

6 Tragstruktur – Gründung Abschlussbericht GIGAWIND Abbildung 6-2: Vergleich der erforderlichen Massen verschiedener Gründungsstrukturen für eine beispielhafte Gründungssituation (Jahresbericht 2002) Lässt man die erforderlichen Massen für die Kolksicherung außer Betracht, werden die größten Stahlmassen für den Tripod und die größten Betonmassen für das Schwergewichtsfundament benötigt. Außerdem zeigt unsere Vergleichsrechnung, dass auch im Fall einer Monopilegründung beachtliche Betonmassen benötigt werden, um dem Gründungspfahl die erforderliche Steifigkeit zu geben. Insofern kann die Schwergewichtsgründung keinesfalls von vornherein als unwirtschaftlich verworfen werden (Richwien et al., 2002). 6.1 Bemessung der Gründungsstrukturen für Extremereignisse Schwergewichtsgründungen, Tripods und auch Jackets können im Rahmen der bewährten Bemessungsregeln für singuläre Extremereignisse dimensioniert werden. Bei dem Monopile ist das mit dem aus der Offshore–Technik bekannten p–y-Verfahren formal ebenfalls möglich, allerdings müssen dabei folgende Einschränkungen bedacht werden. Seite 33
6 Tragstruktur – Gründung Abschlussbericht GIGAWIND Das p-y-Verfahren ist empirisch begründet und wurde bisher für Pfähle mit im Vergleich zur Vertikallast nur geringer horizontaler Belastung und einem Durchmesser von bis zu rd. 1,5 m angewandt. Im Falle des Monopiles sind die Pfähle jedoch überwiegend horizontal belastet und ihr Durchmesser ist mit rd. 5 bis 7 m deutlich größer. Für horizontal belastete Pfähle von 1 m Durchmesser konnte gezeigt werden (vgl. Abb. 3), dass das p-y-Verfahren im Vergleich zu einer FE–Modellierung mit elastoplastischem und hypoplastischem Stoffgesetz für den gewählten nichtbindigen Boden zu vergleichbaren Biegelinien und Bettungsverteilungen führt (Jahresbericht 2003, Richwien et al., 2004b, Wiemann et al., 2004). Mit zunehmendem Pfahldurchmesser weichen Biegelinien und Bettungsverteilung jedoch voneinander ab, die Bettungssteifigkeit des Bodens wird beim p-y- Verfahren im Vergleich zu den FE–Berechnungen überschätzt (Abb. 6-3). Die Kopfauslenkungen und Winkelverdrehungen ergeben sich nach den FE–Berechnungen deutlich größer als nach dem p-y-Verfahren, zur Einspannung müssten die Pfähle also deutlich länger sein. Abbildung 6-3: Bettungsverhalten von Monopiles mit 1 m bzw. 6 m Durchmesser nach der p-y- Methode im Vergleich zu FE–Berechnungen mit elastoplastischem und hypoplastischem Stoffgesetz (Jahresbericht 2003). Dieser Methodenvergleich macht deutlich, dass es problematisch ist, das empirische p-y- Verfahren auf die Pfahlabmessungen und die Belastungssituation eines Monopiles zu übertragen. Zwar dürfte die Standsicherheit eines mit dem p-y-Verfahren berechneten Monopiles nicht gefährdet sein, jedoch können die errechneten Pfahlkopfauslenkungen u. U. zu gering sein. Zur Weiterentwicklung des p-y-Verfahrens auf die Randbedingungen des Monopiles werden dringend Bauwerksmessungen benötigt. Es wurde gezeigt, dass die Weiterentwicklung des p-y-Verfahrens formal durch eine Berücksichtigung des Pfahldurchmessers im Bettungsmodul erfolgen könnte (Jahresbericht 2003, Wiemann, 2004). Dieser Ansatz bedarf jedoch ebenfalls der experimentellen Überprüfung (Abb. 6-4). Seite 34
Seite 1 und 2: GIGAWIND Bau- und umwelttechnische
Seite 3 und 4: Vorwort In diesem Schlussbericht we
Seite 5 und 6: Inhaltsverzeichnis Abschlussbericht
Seite 7 und 8: 2 Beeinflussung von Meeresströmung
Seite 15 und 16: 3 Ermittlung von Seegang und Wellen
Seite 25 und 26: 4 Schallabstrahlung und -ausbreitun
Seite 33 und 34: 5 Baugrund Abschlussbericht GIGAWIN
Seite 35 und 36: 5 Baugrund Abschlussbericht GIGAWIN
Seite 37: 6 Tragstruktur - Gründung Abschlus
Seite 41 und 42: 6 Tragstruktur - Gründung Abschlus
Seite 43 und 44: 7 Tragstruktur - Turm Abschlussberi
Seite 51 und 52: 8 Kolkbildung Abschlussbericht GIGA
Seite 53 und 54: 9 Ausblick Abschlussbericht GIGAWIN
Seite 55 und 56: 10 Literatur Abschlussbericht GIGAW
Seite 65: 10 Literatur Abschlussbericht GIGAW

und umwelttechnische Aspekte von Off-shore Windenergieanlagen ...

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Template löschen?

Als Template speichern?